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【鬼火 磷】鬼火不是磷火?釐清鬼火的科學面紗

【鬼火 磷】鬼火不是磷火?釐清鬼火的科學面紗
特徵 成因
淡藍色火焰 冷焰
出現在墓地、河畔或海濱
性質 特色及相關事件 關聯早年台灣及中國的相關紀載 關聯國際民間傳聞及解釋
定義 鬼火又稱磷火,俗稱「鬼火」,是磷化氫燃燒時產生的火焰。磷化氫在屍體腐爛過程中產生,因此鬼火常出現於墳場或墓地等地,亦可見於河畔或海濱等富含水生動物骸骨之處。 中國早在南宋時期,就有人提出磷與鬼火之間的關係。清代的紀曉嵐的《閲微草堂筆記》更直接寫道:「磷為鬼火。」日治時期的台灣,正處於日本明治維新後,破除迷信、科學至上的氛圍中,當時漢文台灣日日新報上也出現了一篇〈捉燐辯惑〉,故事大意為學校老師帶學生一同捕捉鬼火,最後證實鬼火只是枯葉燃燒。 與東方認為鬼火與磷有關的思路不同,西方人最開始認為鬼火與天然氣有關。直到 1776 年,亞歷山德羅‧伏打在讀完一篇由班傑明‧富蘭克林所著,關於「可燃空氣」的論文後研究並發現甲烷。在研究甲烷期間,他提出可能由於自然界中的電,比如閃電,與沼氣中的甲烷反應,才導致鬼火的產生。這個論點被當時的學界廣泛接受。
早期的科學解釋 在現代科學之前,一般認為鬼火是由磷自燃產生的。磷質佔人體體重 1%,一個大約 70 公斤的成年男子,體內大約會有 700 公克左右的磷。其中又以無機鹽類狀態與鈣結合者最多,佔 85%,形成骨骼,牙齒中不溶性的磷灰石。 1832年,Louis Blesson才算真正開始對自然界產生的鬼火進行研究。他提出由於某些原因,沼氣中的甲烷與空氣混合形成冷焰,磷化氫和聯膦再自燃形成火源,便能產生鬼火。
冷焰 冷焰是一種最高温度低於攝氏 400 度的火焰,通常必須以特定的比例混合燃料與空氣才會產生。與一般火焰不同之處在於,冷焰的燃燒反應並不激烈,且只會釋放些許的光、熱和二氧化碳,這是因為一般的燃燒會將化合物完全分解與氧氣結合,但冷焰的燃燒互相反應的幾乎都是部份分解的化合物自身。冷焰在日常生活中不常見,但卻是引擎發生爆震的主要原因。 1980 年,英國的地理學家 Alan A. Mills,第一次嘗試在實驗室裡複製鬼火。他混合了油狀的磷化氫與天然氣,成功產生了綠色的火光,然而大量刺鼻煙霧也伴隨產生,與自然界中看到的鬼火實在相差甚遠。但他持續進行研究,直到 2000 年時,重新提出鬼火可能是一種「冷焰」。
其他學説 除了冷焰之外,科學家也提出其它鬼火的可能成因。2008 年,義大利的化學家 Luigi Garlaschelli和 Paolo Boschetti 提出了「化學發光」的假説;他們將磷化氫與空氣和氮氣混合,製造出一種黯淡的綠色冷光,雖然伴隨著煙霧和臭味,但根據他們的説法,只要調整環境中的温度、濕度等條件,煙霧和異味都可以消除,而且人眼在黑暗中難以辨別顏色,把綠色看成淡藍色是有可能的。 有地質學家提出因地殼變動的「壓電效應」產生的「地電」,以及森林中的生物──比如某些蜜環菌屬的菇類、微生物、昆蟲──所發出的「生物螢光」兩種假説。

鬼火磷:令人驚嘆的發光現象

鬼火磷是一種發光現象,由有機物與氧氣反應並發出光芒所產生。它通常出現在腐爛的有機物上,如木材、葉子或動物屍體。

磷化合物

鬼火 磷 Play

鬼火磷是由磷組成的化合物引發的。這些化合物通常屬於氧化硫化物,在潮濕的環境中與氧氣反應會發光。

鬼火 磷

環境因素

鬼火磷的形成受以下環境因素影響:

因素 影響
濕度 濕度越高,形成鬼火磷的可能性越大
温度 適當的温度(約20-30°C)有助於分解過程
氧氣 充足的氧氣供應至關重要
pH值 酸性環境有利於鬼火磷的形成

機制

鬼火磷的形成是一個酶促進的過程,涉及以下步驟:

  1. 磷酸鹽還原成磷酸
  2. 磷酸與有機物反應形成磷有機化合物
  3. 磷有機化合物與氧氣形成過氧化物
  4. 過氧化物分解並發出光芒

種類

鬼火磷有多種類型,根據發光來源分類:

類型 發光來源
細菌性 由細菌產生的酶
真菌性 由真菌產生的酶
地質化學性 由某些礦物(如磷灰石)的自然反應

應用

鬼火磷已用於各種應用中:

  • 生物發光研究: 瞭解發光機制和螢光生物 |
  • 法醫科學: 檢測腐爛證據 |
  • 旅遊業: 夜間觀光和洞穴探索 |
  • 藝術和手藝: 夜光塗料和裝飾 |

注意事項

鬼火磷雖然是一種迷人的現象,但它需要謹慎處理。過量的鬼火磷會產生異味和煙霧,並可能刺激眼睛和呼吸道。

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